Måling av vannføring med hastighet-areal metoden



Yüklə 77.65 Kb.
tarix30.04.2018
ölçüsü77.65 Kb.
: studier -> emner -> matnat
emner -> Konflikt og konsensus I norsk arbeidsliv I det 20
matnat -> Kollokvie 8 Fettsyrenedbrytning Ureasyklus mbv1030 H05
matnat -> Aminosyrenedbryting og ureaproduksjon r-ch-coo nh3+
emner -> Mangelbegrepet – normer for fordelingen av risikoen mellom partene
emner -> Karakter etter ungdomsskolen: 40% Mg eller Sg
emner -> Platon skrifter
matnat -> Kalsiumkanaler, muskelkontraksjon

GEO4340 FLUVIAL HYDROLOGI

Temaoppgave: Vannføringsmåling

1. i) Mål og plott hastighetsprofilet for en dyp vertikal i det valgte tverrsnittet (minimum 5 punkter i vertikalen).
ii) Tilpass det teoretiske hastighetsprofilet for y0 = 0,033·d50 for passende verdi av friksjonshastigheten, v* (y0 er en kurvetilpasningsparameter / ruhetshøyden og d50 er medianen av bunnmaterialets diameter). Gi et estimat av d50 og bunnens helning, Sc, i felt og bruk disse som startverdien når du skal tilpasse hastighetsprofilet.
iii) Beregn midlere hastighet for vertikalen ut fra ditt estimat av v*, og sammenlign verdien med den du får ved å benytte midlere hastighet for 0,2·z og 0,8·z (z er dybden av vertikalen). Indiker midlere hastighet på figuren i i).
2. Bestem midlere vannføring for tverrsnittet ved hjelp av hastighet-areal metoden. Oppgi hvilken metode (mid eller mean-section) som er benyttet, og tegn opp tverrsnittet og angi vertikaler og måledyp på figuren. Bruk måleskjema for registrering av data (deles ut i felt), og følg retningslinjene gitt i notatet om vannføringsmålinger.
3. Bestem midlere vannføring ved hjelp av programmet FLYGEL, og sammenlign resultatet med verdien funnet i 2.

MÅLING AV VANNFØRING MED HASTIGHET-AREAL METODEN


Lena Tallaksen & Stein Beldring, 02.04.96


Bakgrunn
Tverrsnittet deles opp i et passende antall vertikaler, N, og tilhørende delarealer, ai (se Figur 1). N må være minst 5. For hvert delareal beregnes en midlere vannføring, qi , og den totale vannføring, Q, er gitt som summen over alle delarealer:


der vi er midlere hastighet i delareal ai. Delarealet bestemmes ved dybde og bredde-målinger, mens vannhastigheten bestemmes ved flygelmålinger. Man velger ofte samme avstand mellom vertikalene, X = Bredde / N. Bredden måles med målebånd, og første vertikal legges i en avstand X / 2 fra startpunktet (mid-section method).


Figur 1 Elvetverrsnitt med vertikaler (Bredde = 20 meter, antall vertikaler, N = 10, X=2 meter, og første vertikal er 1 meter fra startpunktet).

Måling av vannhastighet med flygel (strømmåler)
Måling av hastighet foretas med flygel, ved vading, fra bro eller med båt. Et flygel måler antall omdreininger per tidsenhet. Omregningsformelen til vannhastighet er funnet ved kalibrering og gitt særskilt for hvert flygel (flygelkropp + propell).
Eksempel: Flygelkropp nr. 4370, propell nr. 5118

Formel for beregning av vannhastighet: v = 0,2 · N – 0,1 (v er vannhastighet i m/s, N er antall omdreininger pr. sekund). I et gitt punkt måles 270 omdreininger med flygelet i løpet av 60 sekunder. Dette gir:

Antall omdreininger pr. sekund: N = 270/60 = 4,5

Vannhastighet: v = (0,2 · 4,5 – 0,1) m/s = 0,8 m/s


NB! Disse beregningene er gjort med en fiktiv formel. I alminnelighet vil konstantene i flygelformelen og vannhastigheten som beregnes ha flere desimaler.

Måling av midlere vannhastiget i en vertikal
I hver vertikal bestemmes dypet fra overflaten og til bunnen, z. Vann­hastigheten måles i dypene 0,2·z og 0,8·z, og midlere vannhastighet er gitt ved vmid = 0,5(v0,8 + v0,2). For svært grunne vertikaler måles vannhastigheten i dypet 0,6·z. I så fall er midlere hastighet, vmid = v0,6. Dypet måles fra overflaten, slik at dyp 0,2·z ligger nærmest overflaten og dyp 0,8·z ligger nærmest bunnen, Figur 2. For å avgjøre om man kan kun måle i et dyp må man se på flygelpropellen. Hvis propellen er i bunnen når flygelet står i dypet 0,8z eller bryter overflaten ved dyp 0,2z, kan det kun måles i 0,6z.


Figur 2 Måledyp.

For å stille flygelet i riktig dyp kan vi benytte følgende fremgangsmåte: I stedet for å flytte flygelet opp og ned på flygelstangen, heises flygelstangen opp og ned med flygelet plassert samme sted hele tiden, Figur 3. Sett flygelet fast på 0,1m merket på flygelstangen. Når man senker flygelet i vannet er verdien ved overflaten 0,1m mer enn dypet til flygelet. Med andre ord, når flygelstangen bryter overflaten ved 0,9m, står flygelet i dyp 0,8m under overflaten.




Figur 3 Plassering av flygel.

Hvis vannføringen er stor er det et problem å holde flygelstangen vertikalt. Man kan i så fall feste et tau i flygelstangen som benyttes til å holde igjen flygelet med, Figur 4 (bruk tape for å få tauet til å sitte på plass), eller la stangen støtte seg til bunnen. Det siste alternativet krever at flygelet flyttes på flygelstangen mellom hver måling.




Figur 4 Bruk av tau ved stor vannhastighet.

Det er ofte vanskelig å se flygelet når det er senket i vann. For å være sikker på at propellen peker mot strømretningen, kan man feste et merke i flygelstangen som peker i samme retning som propellen. Ledningen mellom flygelstangen og telleverket må ikke komme nær propellen. Det er en fordel å feste ledningen til stangen med tape.



Beregning av vannføring
Den totale vannføringen i profilet beregnes ved å summere produktet av middelvannføringen og areal for hvert vertikalprofil over elvas bredde. Vertikalprofilene skal ligge langs et tverrsnitt vinkelrett på elva’s strømningsretning. Noen steder er det naturlig å måle langs et tverrsnitt som ikke fyller dette kravet. Det gjelder særskilt der målinger foretas fra broer. I slike tilfeller måles vannhastigheten på vanlig måte langs tverrsnittet, Figur 5. Når målingene er ferdig, korrigeres delarealet for hver vertikal, ved at bredden korrigeres. Dette gjøres ved hjelp av trigonometri. Husk at flygelpropellen alltid skal peke mot strømningsretningen, ikke vinkelrett på tverrsnittet.

Figur 5 Korreksjon ved måling langs et tverrsnitt som ikke er normalt på strømretningen (A og B’ måles, og målt bredde X’ korrigeres med faktoren B/B’).



Til slutt foretas en ny måling, med et nytt antall vertikaler eller annen plassering langs bredden. Er avviket mellom første og annen måling større enn 5 % foretas en tredje måling. Vannføringen beregnes som et middel av målingene.


Vertikalen nr.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12




Avstand (m)








































Dybde z (m)








































0,8 z (m)








































0,2 z (m)








































N0,8 (ant./sek.)








































N0,2 (ant./sek.)








































v0,8 (m/s)








































v0,2 (m/s)








































vmid (m/s)








































0,6 z (m)








































N0,6 (ant./sek.)








































v0,6 (m/s)








































Areal A







































A*v









































Dostları ilə paylaş:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2017
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə